钢筋与混凝土范文（精选12篇）

钢筋与混凝土 第1篇

钢筋的腐蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一,造成钢筋腐蚀的主要因素有[1]:混凝土的碳化、氯化物的侵入。此外,混凝土本身的质量也是造成钢筋腐蚀的主要因素。通常,混凝土本身具有的高密实性、高电阻性和高碱性能够有效阻止腐蚀介质的侵入和腐蚀电流的流动,并在钢筋表面形成一层钝化膜,从而抑制或减缓钢筋的腐蚀[2,3],为钢筋提供很好的保护。在腐蚀环境中(如海洋和沿海地区、盐湖和盐碱地等),钢筋会发生不同程度的腐蚀,导致混凝土结构不能耐久,出现工程事故。

过去,在进行混凝土结构设计时,很少考虑钢筋腐蚀的因素,造成混凝土的优点在服务年限内不能很好的发挥。为此,简述了混凝土结构中钢筋的腐蚀机理及腐蚀过程,分析了其影响因素,在此基础上提出了一些腐蚀防护措施,希望能为延长钢筋使用寿命及增强混凝土结构耐久性提供帮助。

1 钢筋腐蚀过程及机理

1.1 钢筋腐蚀过程

混凝土结构中钢筋的腐蚀过程可分为4个阶段[1]:

(1)腐蚀孕育期t0 从浇注混凝土到混凝土碳化层深度达到钢筋表面,或从氯离子侵入开始破坏钢筋钝化层,即钢筋开始腐蚀为止。

(2)腐蚀发展期t1 从钢筋开始腐蚀发展到混凝土保护层表面因钢筋锈胀而出现破坏。

(3)腐蚀破坏期t2 从混凝土表面因钢筋锈胀开始破坏发展到混凝土严重胀裂、剥落破坏。

(4)腐蚀危害期t3 钢筋锈蚀使混凝土结构发生区域性破坏而不能安全使用。

通常,t0>t1>t2>t3。混凝土结构的服务年限与钢筋的腐蚀情况密切相关,可认为其值为t0+t1。

1.2 机理

混凝土结构中钢筋的腐蚀过程实际上是一个电化学腐蚀过程,其原理与钢铁在大气中或在水溶液及土壤电解质中发生的自然腐蚀一样,都是氧化还原反应,通过阳极反应(氧化反应)和阴极反应(还原反应)同时或分别进行的[4]。

钢筋表面存在水分时,就发生铁电离的阳极反应和溶液中氧还原的阴极反应,相互等速进行,其反应式为:

FeFe2++2e (1)

O2+2H2O+4e4OH- (2)

腐蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合,在钢筋表面析出Fe(OH)2,被溶解氧化后生成Fe(OH)3,其反应式为:

2Fe+O2+2H2O2Fe2++4OH-2Fe(OH)2 (3)

4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 (4)

式(4)中的产物Fe(OH)3进一步转化为nFe2O3mH2O(红锈),一部分氧化不完全的变成Fe3O4(黑锈),在钢筋表面形成锈层。红锈体积可大到原来体积的4倍,黑锈体积可大到原来体积的2倍。铁锈体积膨胀(锈胀)对周围混凝土产生压力,使混凝土沿钢筋方向开裂形成裂缝,进而使保护层成片脱落,而裂缝的形成及保护层的剥落又会进一步导致钢筋更为剧烈的腐蚀[1,5,6]。

2 腐蚀影响因素

混凝土结构中钢筋腐蚀的影响因素可分为外因和内因。外部因素包括钢筋表面氧原子数量和混凝土湿度,相对湿度,温度,酸性气体的污染,碳化作用,氯离子的作用,杂散电流,细菌作用等。内部因素包括混凝土配比,材料杂质,制作,养护所使用的水,水灰比,水泥用量,骨料粒径和骨料级配,制作过程,保护层厚度,钢筋的成分和组织结构等[1,5]。其中,混凝土碳化和氯离子侵入是造成钢筋腐蚀的主要原因。

2.1 混凝土碳化

空气中的CO2通过混凝土空隙和混凝土中的Ca(OH)2产生中和作用(碳化),导致混凝土碱性下降。碳化是介质与混凝土相互作用的一种很广泛的形式,最典型的例子是空气中的CO2渗入,与孔隙中的Ca(OH)2反应,生成CaCO3,使pH值下降。当pH值小于11.5时,钢筋表面的钝化膜就开始变得不稳定;当pH值降到9左右时,钝化膜遭到破坏,钢筋开始腐蚀[1,4]。混凝土结构的碳化是一个缓慢的过程,其速率取决于CO2穿透混凝土的渗透速率,渗透速率在很大程度上又取决于混凝土的空隙率和渗透性。密实度好的混凝土碳化深度仅局限在表面,而密实度差的混凝土碳化深度就较大。

理论分析和试验研究表明,在大气环境下,混凝土的碳化深度与时间的关系为:

x=kt1/2 (5)

式中 x混凝土碳化深度

k 混凝土碳化系数

t 混凝土暴露时间

2.2 氯离子侵入

现场经验及研究表明,对于受氯离子污染的混凝土结构,0.026%氯离子足以破坏钢筋表面的钝化膜而引起钢筋腐蚀,腐蚀反应的最终产物为Fe(OH)3,即铁锈。

至于氯离子的由来,一方面是来自于混凝土组成材料(水泥、砂、石、外加剂);另一方面是在混凝土硬化后从其孔隙由外界渗入的[5,7,8]。当混凝土结构长期处于含氯环境时,氯离子就会通过混凝土中的气孔,随水进入混凝土的内部,最终会接触钢筋并开始积累。当氯离子达到临界浓度后,在足够的氧气和水分条件下引起腐蚀。氯离子的临界浓度与钢筋周围混凝土的碱度有关,碱度愈高,氯离子临界浓度值愈大。通常,用氯离子和氢氧根离子的浓度比值来表示氯离子临界浓度,当混凝土中的Cl-/OH-大于0.6时,钝化膜就成为可渗透性和不稳定,即使pH值仍然大于11.5,钝化膜也会被破坏。

氯离子很容易引起钢筋腐蚀,有3种理论可以解释:

(1)氧化膜理论 钢筋在碱性介质中生成氧化膜,可以保护钢筋不受侵蚀,氯离子比其他离子(如硫酸根离子)更容易通过膜的缺陷或孔隙穿透氧化膜,引起锈蚀。

(2)吸附理论 氯离子吸附于钢筋表面,促进金属离子的水化,因而使金属更容易溶解。

(3)过渡配位物理论 氯离子生成氯化铁,氯化铁自阳极扩散,从而破坏 Fe(OH)2保护层,使腐蚀继续进行。

3 腐蚀防护措施

混凝土结构中钢筋的腐蚀防护措施归纳起来分为2大类[2,5,7,8]:(1)基本措施(内部措施),主要是提高混凝土及其钢筋自身的防护能力,如采用高性能混凝土和特种钢筋(如不锈钢钢筋);(2)附加措施(外部措施),主要包括混凝土外涂层、特制钢筋、钢筋缓蚀剂及阴极保护。2大措施各有特点与利弊,提高混凝土自身对钢筋的保护能力,是最根本的防护原则。

3.1 混凝土外涂层

(1)水泥砂浆层

对于很轻微的腐蚀环境,在混凝土表面涂抹5~20 mm厚的普通水泥砂浆层,能减缓混凝土的碳化作用,这是最简单、经济的方法。为了提高砂浆的密实性和黏结力,将一些聚合物以乳液形式注入水泥砂浆中,制成聚合物改性水泥砂浆,这对钢筋的保护更强,可用于各种盐类(氯盐、硫酸盐)的腐蚀环境中,如工业建筑、盐碱地建筑、海洋工程等,现已大量用于已有建筑物的修复工程。

(2)渗透性涂层

大致可分为沥青、煤焦油类,油漆类,树脂类。渗透性涂层在混凝土表面涂覆后,可与混凝土组分起化学作用并堵塞孔隙或自行聚合形成连续性憎水膜。渗透性涂层材料可深入混凝土内部3~5 mm,形成一个特殊的防护层,能有效地阻止外界环境中腐蚀介质进入混凝土中,从而保护钢筋免受腐蚀。

(3)隔离性涂层

在特别强烈的腐蚀环境中(如化工厂)可设置隔离性涂层,如玻璃鳞片覆层、玻璃钢隔离层、橡胶衬里层等。

3.2 钢筋外涂层

目前,镀锌钢筋、包铜钢筋已很少使用,合金钢钢筋(耐蚀钢筋)得到一定发展,特别是环氧涂层钢筋,被认为是钢筋防腐蚀的有效措施之一。环氧粉末的独特性能与静电喷涂工艺技术的发展,能保证涂层与基体钢筋的良好黏结,抗拉、抗弯(短半径180 °弯曲仍不出现裂缝),这些是其他涂层难以达到的。环氧树脂粉末涂层还具有极强的耐化学侵蚀的性能,并且涂层具有不渗透性,因而能阻止腐蚀介质如水、氧、氯气等化学成分与钢筋接触,有效地保护钢筋,使其抗氧气腐蚀寿命至少延长50 a。环氧树脂粉末涂层还能长期经受混凝土的高碱性环境而不被破坏。然而,环氧涂层钢筋的主要问题集中在钢筋表面涂层的完整性上。如果涂层不完整,有孔洞、龟裂等缺陷,在腐蚀环境下,钢筋就会被腐蚀。因此,环氧涂层钢筋的关键问题,是在生产和使用过程中如何消除涂层质量缺陷。

3.3 钢筋缓蚀剂

钢筋缓蚀剂(阻锈剂)通过抑制混凝土与钢筋界面孔溶液中发生的阳极或阴极电化学腐蚀反应来保护钢筋。通常,缓蚀剂直接参与界面化学反应,使钢筋表面形成氧化物的钝化膜,或者吸附在钢筋表面形成阻凝层,或者2种机理兼而有之。早期使用的钢筋缓蚀剂主要有苯甲酸钠、重铬酸钾、硅酸钠、氨水、二环己胺亚硝酸盐和各种亚硝酸盐等。对比研究表明,亚硝酸钠的缓蚀效果比其他无机盐要好,但可能会引起“碱集料反应”,而对混凝土性能有不利影响,又因对人体有致癌作用,现已很少使用。亚硝酸钙具有缓蚀效率高,对混凝土无劣化作用且价格低廉等优点,但应注意其毒性及孔蚀危险。新型、高效、低毒的环境友好型缓蚀剂将成为未来缓蚀剂的发展趋势。

3.4 阴极保护

阴极保护是保护钢筋的有效措施之一。采用外加电流或牺牲阳极的阴极保护方法,给钢筋提供较高的负电压,使钢筋的电位处于负极(阴极),钢筋的电位降低到阳极开路电压之下,从而可有效地保护混凝土结构中的钢筋。另外,在电场作用下,带负电的氯离子可向阳极(混凝土表面)迁移,等于从钢筋表面除掉氯离子,这对钢筋的腐蚀防护十分有利。

4 结 语

混凝土结构中的钢筋腐蚀是混凝土耐久性研究中的一个难点。在处理混凝土结构中的钢筋腐蚀问题时,必须从具体情况出发,根据工程特点、环境条件、使用功能、结构设计、构件制作以及施工技术和管理等方面,全面分析引起钢筋腐蚀的各种外部和内部因素及它们之间的主次关系,采取有效、经济的防护措施,从根本上消除钢筋腐蚀对混凝土结构带来的危害。所以,处理钢筋腐蚀问题需要着眼于整体,要以保证结构耐久性为最终目的。

目前,国内外正致力于混凝土结构中钢筋的腐蚀防护的微观研究,以期增强其紧密度,减少内部微缺陷,但仍难使多孔性材料的混凝土完全密实,也无法彻底解决施工中产生的裂纹,故附加措施在设计中是十分重要且必不可少的。在腐蚀较重的环境里,仅依赖于混凝土自身的性能不足以实现对钢筋的耐久保护,基本措施与附加措施的相互搭配、有机结合才是最佳方案。

参考文献

[1]林龙镔,吕李青.钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀问题初探[J].西部探矿工程,2005(11):215～216,218.

[2]郭育霞,贡金鑫.盐水条件下不同混凝土中钢筋的快速腐蚀行为的研究[J].腐蚀科学与防护技术,2007,19(3):218～220.

[3]鲁照玲.酸性气氛下钢筋混凝土结构腐蚀行为及其机理[J].中国腐蚀与防护学报,2007,27(2):119～123.

[4]范颖芳,胡志强,张英姿.受腐蚀钢筋混凝土材料力学性能研究现状[J].四川建筑科学研究,2007,33(2):59～64.

[5]阮广雄,刘国荣.钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀的治理[J].四川建筑,2006,26(1):83～86.

[6]耿欧,李果,袁迎曙.电化学检测技术在混凝土内钢筋腐蚀研究中的应用现状与展望[J].混凝土,2005(2):20～23.

[7]刘二喜,刘峥.有机缓蚀剂在钢筋混凝土腐蚀与防护领域的研究现状及发展趋势[J].腐蚀与防护,2007,28(8):407～410.

钢筋混凝土结构设计心得与体会 第2篇

《钢筋混凝土结构》课程设计是在学完钢筋混凝土结构基本原理的基础上进行的，《钢筋混凝土结构基本原理》这门课主要是讲解受弯构件（梁、板）、受压构件（柱子）、受扭构件在荷载作用下承载能力极限状态和正常使用极限状态的配筋计算，计算结果要满足《混凝土结构设计规范》的要求。而这次课程设计我是从以下几个方面进行的：

一．题目的选取：

在平时的教学和作业中，要求学生熟练掌握了各种构件的配筋与计算，并且能进行配筋验算（配筋满足适筋梁的要求，不能是超筋梁和少筋梁的配置），而课程设计是理论与实践相结合的一个重要环节，一方面要基于课本，另一方面又要高于课本，根据我们专业的特点，我没有选取简单的构件设计，也没有选取复杂的高层或复杂体系的设计，而是选取了一种简单的结构体系——钢筋混凝土多层框架结构的设计。

二．设计的思路与要求:

要求学生根据设计任务书，查阅《混凝土结构规范》、《荷载规范》计算结构上所施加的荷载；然后根据任务书要求进行内力计算以及配筋计算，同时用PKPM软件进行内力分析和同时自动生成配筋图；最后对手算和软件计算进行比较和调整。要求学生上交：结构设计计算书一份：要求有封皮、目录、详细的计算内容；并在计算书里绘出相应的结构施工图。设计的目的旨在让学生掌握荷载的计算过程、内力的计算方法和配筋计算过程，另一方面通过对PKPM软件的学习，能熟练地掌握结构的建模和分析，更重要的是掌握有软件进行设计的过程，分析完以后要把配筋图转到cad上，进行图形的摘取。三．设计过程和时间安排：

课程设计安排一星期，但是任务比较重，再加上学生对软件不是很熟，所以重点就是讲解软件的应用和荷载的计算，具体安排如下：第一天上午熟悉课程设计任务书，讲解荷载的查阅以及计算的方法，下午让学生自己进行计算荷载和在荷载作用下的内力；第二天，第三天上午讲解pkpm的应用过程，讲解图形的输入，荷载的输入，楼层的安装，内力分析以及配筋图的选取，下午在教师的指导下让学生自己进行软件设计；第四天让学生自己设计，第五天，第六天就是整理和提取数据、图形，并整理成册。

这次设计主要是用软件进行设计，再加上教师的跟踪，大部分学生很有积极性，并且能善始善终，特别是在设计的过程中，同学们热情很高，有问题就互相讨论，互相请教，这样对软件中出现的问题就能很快解决，特别是在提取图形方面，学生不知所措，经过老师的讲解，终于解决这个问题。四．设计的结果：

对学生的整个设计过程还是很满意的，对梁和板的配筋还是满足规范要求，但是也出现了一些问题，图形是由PKPM转到cad上的，在电脑上是很清楚，很美观，但是当打印成册时，一些图形很不理想，要么是不清楚，要么是一些字符设置的大，要么设置的小，很不理想。五．设计中存在的不足和改进措施：

1.部分学生对手算存在很大的困难，对一些基本的公式不能理解，导致出错。

2.对规范的查阅还保护是很熟悉，为此在以后的教学中让学生多看规范。

钢筋混凝土裂缝的成因与防治 第3篇

关键词：工程建设：混凝土施工；裂缝防治；加固措施

在钢筋混凝土结构施工中，混凝土裂缝是最为常见的病害之一，裂缝的产生会对建筑物造成危害，还可能诱发其他病害的发生和发展，对建筑物的耐久性产生巨大的危害，因此，必须对此加以重视，并采取措施加以解决。下面，笔者结合施工实践，对钢筋混凝土裂缝的成因及防治措施做简要分析。

一、干缩裂缝的成因与防治

1、干缩裂缝的成因。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发的程度不同而导致不同的变形结果。混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大；内部湿度变化较小变形较小。较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大的拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越快，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干缩主要与混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

2、干缩裂缝的预防措施。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等，其主要预防措施有：（1）选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；（2）混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺入适量的减水剂；（3）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；（4）加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护；（5）在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

二、塑性收缩裂缝的成因与防治

1、塑性收缩裂缝的成因。塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者当混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

2、塑性收缩裂缝的预防措施。（1）选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；（2）严格控制水灰比，掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量；（3）浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；（4）及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护；（5）在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

三、沉陷裂缝的成因与防治

1、沉陷裂缝的成因。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实，或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因模板刚度不够，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。裂缝宽度受温度变化的影响较小。

2、沉陷裂缝的预防措施。（1）对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固；（2）保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀；（3）防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡；（4）模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序；（5）在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

四、产生温度裂缝的成因与防治

1、温度裂缝的成因。温度裂缝多发生在当混凝土浇筑后，在硬化过程中受气候变化影响，又因混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，形成内外部较大的温差，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25～26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工的中后期。

温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

2、温度裂缝的预防措施。（1）尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；（2）减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下；（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；（4）改善骨料级配，掺入粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热；（5）改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，降低混凝土的浇筑温度；（6）在混凝土中掺入一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间；（7）高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度；（8）大体积混凝土要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；（9）在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差，预留温度收缩缝；（10）在浇筑混凝土前宜在基岩或老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷，减小约束；（11）混凝土浇筑后及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击；（12）混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料，将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

五、化学反应引起的裂缝及预防

1、化学反应引起裂缝的成因。当混凝土拌和后会产生一些堿性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂；同时由于混凝土浇筑、振捣不良或钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，导致混凝土胀裂。

钢筋与混凝土 第4篇

关键词：钢筋混凝土,施工,裂缝,控制措施

钢筋混凝土常用作建筑工程的承重结构, 防水结构和高层建筑地下室外墙等, 钢筋混凝土施工质量的好坏, 决定着主体工程质量, 影响着屋面及地下室的渗漏和用户的使用情况。钢筋混凝土工程不合格, 必须引起使用上的不安全, 而钢筋混凝土工程要整改和修复, 也会给设计单位, 施工单位带来很大的麻烦。在现代建设中, 建筑施工是一项复杂的系统工程, 做好施工准备, 施工组织调配, 方案制定, 施工技术到质量控制和处理等方面需要广泛, 综合地运用现代化科技手段, 对施工各方面进行有效的控制和管理是防治混凝土质量问题产生的关键。

1 施工中常见的质量问题及其原因分析。

1.1砼麻面。表现为砼表面局部缺浆粗糙, 或有许多小凹坑, 但无钢筋和石子外露, 其原因分析:1.1.1模板表面粗糙或清理不干净, 粘有干硬水泥砂浆等杂物, 拆模时砼表面被粘损。1.1.2钢模板脱模剂涂刷不均匀, 拆模时砼表面粘结模板。1.1.3模板接缝接装不严密, 灌注砼时缝隙漏浆。1.1.4砼振捣不密实, 砼中的气泡未排出, 一部分气泡停留在模板表面。1.2蜂窝。表现为砼局部酥松, 砂浆少石子多, 石子之间出现空隙, 形成蜂窝状的孔洞, 其原因分析:1.2.1砼配合比不合理, 石、水泥材料计量错误, 或加水量不准, 造成砂浆少石子多。1.2.2砼搅拌时间短, 没有拌合均匀, 砼和易性差, 振捣不密实。1.2.3未按操作规程灌注砼, 下料不当, 使石子集中, 振不出水泥浆, 造成砼离析。1.2.4砼一次下料过多, 没有分段, 分层灌注振捣不实或下料与振捣配合不好, 未振捣又下料。1.2.5模板孔隙未堵好, 或模板支设不牢固, 振捣砼时模板移位, 造成严重漏浆。1.3孔洞。表现为砼结构内有空隙, 局部没有砼, 其原因分析。1.3.1在钢筋密集处或预埋件处, 砼灌注不畅通, 不能充满模板间隙。1.3.2未按顺序振捣砼, 产生漏振。1.3.3砼离析, 砂浆分离, 石子成堆, 或严重跑浆。1.3.4砼工程的施工组织不好, 未按施工顺序和施工工艺认真操作。1.3.5砼中有硬块和杂物掺入, 或木块等大件料具掉入砼中。1.3.6不按规定下料, 吊斗直接将砼卸入横板内, 一次下料过多, 下部因振捣器振动作用半径达不到, 形成松散状态。1.4露筋。表现为钢筋砼结构内的主筋, 副筋或箍筋等露在砼表面。其原因分析。1.4.1砼灌注振捣时, 钢筋垫块移位或垫块太少甚至漏放, 钢筋紧贴模板。1.4.2钢筋砼结构断面较小, 钢筋过密, 如遇大石子卡在钢筋上, 砼水泥浆不能充满钢筋周围。1.4.3因配合比不当砼产生离析, 浇捣部位缺浆或模板严重漏浆。1.4.4砼振捣时, 振捣棒拦击钢筋, 使钢筋移位。1.4.5砼保护层振捣不密实, 或木模板湿润不够, 砼表面失水过多, 或拆模过早等, 拆模时砼缺棱掉角。1.5施工缝夹层。表现为施工缝处砼结合不好, 有缝隙或夹有杂物, 造成结构整体性不良, 其原因分析:1.5.1在灌注砼前没有认真处理施工缝表面;灌注前, 捣实不够;1.5.2灌注大体积砼结构时, 往往分层分段施工, 在施工停歇期间常有木块, 锯末等杂物积存在砼表面, 未认真检查清理, 再次灌注砼时混入砼内, 在施工处造成杂物夹层。

2 裂缝原因。

2.1混凝土尚未完全硬化时, 如干燥过快, 则产生收缩裂缝, 通常发生在构件表面, 裂缝不规则且宽度小。2.2水泥水化硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化过程散发大量热量, 使混凝土内外部产生温差, 超过一定值时, 因混凝土收缩不一致而产生裂缝。2.3温变裂缝。水泥在硬化期间, 混凝土表面与内部温差较大, 导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩, 受到内部混凝土的约束, 而出现裂缝。2.4设计欠周全。如钢筋混凝土梁的截面不够, 梁的跨度过大, 高度偏小, 或者由于计算错误, 受力钢筋截面过小, 配筋位置不当, 节点不合理等, 都会导致混凝土梁出现结构裂缝。2.5施工质量造成的裂缝。由于施工不当, 模板支撑下沉, 或过早拆除底模和支撑, 施工控制不严, 在梁上超载堆荷等原因形成裂缝。2.6预制钢筋混凝梁在运输和吊装过程中, 由于支撑不当, 吊点位置不合理, 以及较大的震动和冲击荷载, 也会导致裂缝。2.7在使用过程中, 改变原来的使用功能, 如将办公室改为仓库, 屋面加层, 增加梁上荷载等均会出现裂缝。

3 控制混凝土施工质量问题的对策。

3.1选择合适水泥要求商品混凝土公司选择比较大的水泥生产厂家, 实行定点采购, 使水泥质量相对稳定。3.2减少水泥用量减少水泥水化热, 降低混凝土的温升值, 在满足设计和混凝土可泵性的前提下, 将水泥用量控制在450kg/mm3。3.3掺外加剂, 控制水灰比根据设计要求, 混凝土中掺加水泥用量4%的复合液, 它具有防水剂, 膨胀剂, 减水剂, 缓凝剂4种外加剂的功能, 溶液中的糖钙能提高混凝土的和易性, 使用水量减少20%左右。水灰比可控制在0.55下, 初凝时间延长到5小时左右。3.4严格控制骨料级配和含泥量选用10.4mm连续级配碎石, 细度模数, 砂石含泥量控制在1%以内, 并不得混有有机质杂物, 杜绝使用海砂。3.5加强技术管理。3.5.1加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工, 明确分工, 责任到人。加强计量监督测工作, 定时检查并做好详细记录, 认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝, 并采取相应措施加以杜绝。3.5.2加强对人员的技术管理。对于每一个环节的施工节点, 都要进行施工前的技术交底, 施工结束后要进行施工过程的技术应用总结, 特别是对大体积混凝土施工过程中产生的各种现象, 仔细分析, 讨论研究, 做到施工过程中不出现差错。

4 裂缝的处理。

对于裂缝的处理, 首先要重视对裂缝的调查分析, 确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝宽度、长度、是否贯通, 是否达到弹性极限应力的位置, 有无潮气或漏水, 工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处入手, 分析裂缝产生的本质原因, 以采取相应的措施。4.1经过调查分析, 确认裂缝在不降低承载力的情况下, 采取表面处理法、充填法、注入法等简易的处理方法。4.1.1表面修补法。此法使用于缝较窄, 用以恢复构件表面美观和提高耐久性时采用, 常用的是沿混凝土裂缝的表面铺设薄膜材料, 一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布, 施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛, 清水洗净干燥, 将混凝土表面气孔用油灰状树脂填平, 然后在其上铺设薄膜。如果单纯以防水为目的, 也可以有用刷涂沥青的方法。4.1.2充填法。当裂缝较宽时, 可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽。使用树脂砂浆材料进行填充, 也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时, 先将槽内碎片清除, 必要时涂底层结合料, 填充后待填充料充分硬化, 再用砂轮或抛光机将表面磨光。4.1.3注入法。当裂缝宽度较小而又较深时, 可采用将修补材料注入混凝土内部的方法。首先裂缝处安装注入用管, 其他部位用表面处理法封住, 使用低粘度环氧村脂注入材料, 用电动泵或手动泵注入修补。此法在裂缝宽度大于0.2mm时, 效果最好。4.2如果裂缝情况影响了梁的承载能力, 就应更慎重研讨, 分析比较, 采用经济高效的方法, 达到加固的目的, 可采用的方法有:4.2.1钢箍加固法。此法适合于补强梁内箍筋和弯起筋不足, 抗剪达不到要求的情况。具体方法是:用扁钢或圆钢制成垂直或斜形的钢箍, 两端留有螺纹, 套入钢板后用螺母拧紧, 也可采用由两个U形钢箍套上后焊接, 然后的入金属楔楔紧。4.2.2粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂粘结剂粘结到混凝土构件表面位置, 使钢板或型钢与混凝土连接或整体共同工作。粘结前, 钢材表面进行喷砂处理, 混凝土表面刷净干燥, 粘结层厚度为3mm左右。4.2.3梁的三面或四面加做围套法。4.2.4梁的单面加大截面法。单面加大截面法分两种, 即上面加高或下面加厚。梁的上面加高适用于梁的支座抗弯度不足的加固, 所加混凝土靠焊在原梁上部箍筋上的附加箍筋与原混凝土接成整体。上部荷载靠附加纵筋承受梁的上部加厚, 适用于梁跨中抗弯不足加固。当梁截面强度与要求相差不大时, 可将梁下加厚80-100mm配制新的纵筋与原钢筋焊接, 做法同三面围套。

结束语

钢筋混凝土梁缝应针对成因, 贯彻预防为主的原则, 加强设计施工及使用方面的管理, 确保结构的安全和不必要的损失。一旦产生裂缝, 应全面调查分析, 查明原因, 取得加固依据。在选择处理方法上, 应比较论证, 综合考虑, 以求方便, 经济高效。

钢筋与混凝土 第5篇

李汇锋1 王彩霞2（1.河南省城市规划设计研究院有限公司，郑州 450000；

2.新密市建设管理局，新密 452370）

摘要：钢筋混凝土水池产生结构裂缝是在工程实践中经常遇到的问题，本文分析了水池工程混凝土结构裂缝产生的原

因，从设计、施工等方面探讨了防止水池结构产生裂缝的几种措施。

关键词：混凝土水池；裂缝；设计；施工

中图分类号：TU755 文献标识码：A

The Formation Cause and Controlling Measures to Preventing Cracks in Reinforced Concrete Water Pool Li Huifeng1? Wang Caixia2（1.City Planning and Design Acedeme Ltd.Company of Henan;2.Construction Administration Bureau in Xinmi）

Abstract: It is a common problem that is often met with in engineering practice to produce structure cracks in the reinforced concrete water pool, the paper summarizes the reasons why the cracks in the water pool produce;and then it expounds some methods and measures to prevent the producing structure cracks of water pool in respect of design and construction.Key words：reinforced concrete water pool;crack;design;Construction

在给水和污水处理的工程中，钢筋混凝土水池得到了广泛应用。在净水厂中的清水池、沉淀池、滤池

等构筑物，在污水处理厂中的粗隔栅及进水泵房、细隔栅及漩流沉砂池、氧化沟、二沉池、接触池等构筑

物。如何有效地减少和防止这些建筑物出现裂缝，需要在工程实践中不断总结形成裂缝的主要原因，以便

从设计和施工上采取的措施加以解决。

1钢筋混凝土水池裂缝的成因

实际上，钢筋混凝土水池裂缝的成因非常复杂，有多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一

种或几种主要原因，比如：温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合

格（如碱骨料反应）,模板变形，基础不均匀沉降等。钢筋混凝土水池裂缝的种类，就其产生的主要原因，大致可分为以下几种：

1.1 温度变化引起的裂缝

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或原有混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很

大的拉应力，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会

出现裂缝。因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。（温度裂缝区别于其

它裂缝的最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。）

1.2 收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩

（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因。

塑性收缩：发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形

成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑

性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向 的裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密

实。

缩水收缩（干缩）：混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称

为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均

匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其

抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面就容易出现龟裂裂纹。

1.3 沉陷引起的裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者

因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土

化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况

有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往

往与沉降量成正比关系.裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

1.4 施工不当引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放等过程中，若施工工艺不合理施工质量低劣，容易

产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。裂缝出现的部位、走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型和常见的有： １.4.1因水池池壁较薄，每次支立的模板相对较高，当混凝土和易性欠佳或浇注方法不当时，拌合物

一旦产生离析，就会使混凝土不均匀，局部出现空洞、蜂窝、麻面等现象。

1.4.2预埋件未焊好止水板（环），预埋件安装前未将锈皮或油渍清除干净，影响与混凝土的粘结，形成裂缝而致漏水.预埋件周围的混凝土未浇捣密实，形成蜂窝、孔洞，同混凝土毛细孔连通，引起漏水。

尤其在预埋件稠密处，更易发生此类问题。此外预埋件固定不牢，在受外力碰撞或振动时产生松动，与砼

之间形成裂缝。

1.4.3固定模板的对拉螺栓（或铁丝）部位形成裂缝而致漏水，主要原因是对拉螺栓未加焊止水环或

加焊止水环而未满焊。而铁丝穿过防水砼结构，形成缝隙而致漏水。

1.4.4钢筋施工不当形成裂缝而致漏水，主要原因是绑扎钢筋时，未按规定设置足够的保护层，或留

保护层的方法不当，致使钢筋与模板直接接触，或有贯通内外壁的钢筋、铁丝等，当采用铁马凳架设钢筋

时，（在不能取掉的情况下，）没有在铁马凳上加焊止水环，水沿铁马凳渗入砼结构。

1.4.5 施工质量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强

度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。设计构造措施

混凝土是一种复合材料，其自身的约束和外界条件的约束影响都十分复杂，产生裂缝的原因也比较复

杂，对于温度应力的计算理论还偏于近似范畴。因此在设计计算过程中，除根据具体条件作应力计算外，采用一系列综合性构造措施对控制裂缝是十分必要的。根据工程的具体情况可以选用以下几种处理方法：

2.1 减少边界约束

结构伸缩变形产生的应力用结构强度抵抗既不经济，也难于实施，宜采用“放”的办法，尽量减少对

构筑物的边界约束，保证结构在变形时能够自由伸缩，以达到释放应力的目的。

由于工艺要求，构筑物的形状和尺寸千变万化，某些结构形状对构筑物的自由变形极为不利，应视工

程的具体情况，采用适当的方法处理。例如当地基为岩石或其它坚硬土层时，应设置柔性隔离层，使结构

能够自由伸缩变形，避免产生裂缝。

2.2 设置后浇带

设置后浇带是结构工程设计施工的常用方法。后浇带可以有效地释放混凝土硬化和养护期间的收缩，消除因施工期的变形引起的结构附加应力。但后浇带施工比较麻烦，增加工程的施工时间，后浇带处理不

好还会影响水池结构的水密性。

2.3 使用外加剂

随着工程技术的快速发展，混凝土外加剂的性能和使用也得到很大提高。在混凝土中掺加膨胀剂，混

凝土的膨胀量可以部分抵消混凝土硬化和养护期间的收缩变形，改善结构使用期间温度变形的适应能力，防止温度裂缝。《规范》对在混凝土中掺加可靠外加剂的构筑物可根据经验确定最大伸缩缝间距。

但值得注意的是，掺加防水剂时一定要注明对防水剂的限制膨胀率的要求。因为膨胀剂和防水剂的行

业标准不同，防水剂中的检验指标没有限制膨胀率要求，如果使用没有膨胀限制的防水剂，其后果是难以

想象的。

使用膨胀剂的另一个误区是认为掺加膨胀剂后结构可以无限制地超长。膨胀剂的作用是在施工期间混

凝土产生膨胀以补偿硬化和养护期间的收缩变形量，是特定时期的恒定量，而结构的温度变形是随环境温

度的变化而变化，是客观存在的自然规律，膨胀剂的效能不能改变温度变形，只能避免因温度变形与混凝

土硬化收缩变形量叠加值而产生过大变形。

2.4加强整体刚度和抗裂度

采用扶壁式挡水池形式，扶壁和底板连接处，应设置加强腋角增大转角处刚度，分散池角应力；为了

防止池壁产生贯穿裂缝和减少表面裂缝，钢筋应对称设置，沿板底上、下两层，沿壁体左右两层，钢筋尽

量细些，但如果完全采用细钢筋，则施工刚度不够，可粗细搭配，含钢率控制在0.3%～0.4% 范围内；池壁

顶部增设圈梁（暗梁）；转角或孔边作构造筋加强，转角处增配斜向钢筋或钢筋网片；采取合理的结构布

置和围护措施以减少温、湿度对结构的影响等； 施工技术控制

3.1 混凝土的浇注与养护

为了严格控制由于施工原因造成的裂缝产生和发展，除严格执行设计技术要求外，施工人员还应注意

以下几点：

3.1.1模板要求。模板应牢固、密实，不得漏浆。模板发生变形和漏浆，极易引起水池漏水。内、外

模之间不宜用拉筋固定，因为混凝土发生收缩将在拉筋处出现渗漏点；当无法避免使用拉筋时，应在每一

根拉筋上加焊止水环。为了减少施工缝，池壁最好一次支模，一次浇注到顶。

3.1.2混凝土浇注。由于水池池壁相对较薄，为避免混凝土产生分层、离析，浇注时应格控制拌合物 的自由落差。一般自由落差不应超过1.5m，可以使用串筒来减缓拌合物的自由下落，也可以在侧面模板上

开窗口直接输送混凝土。浇注可分层分段进行，但应注意层与层、段与段之间的浇注时间间隔不得超过初

凝时间,以免出现施工缝。混凝土浇注时，对侧面模板压力很大，应注意控制初凝前的浇注高度不要过大，并要随时观测和检查模板、支撑的变形情况，以防发生跑模现象。

3.1.3严格控制水灰比。水灰比一般控制在0.5左右，1m３混凝土水泥用量在320kg左右，据测定，1m３混凝土中每增减10kg水泥 ,温度相应升降1℃。

3.1.4提高混凝土振捣的质量。抗渗混凝土应全面细致地进行振捣。投料和振捣要形成一定的顺序，防止漏振、欠振。要在下层混凝土初凝前投放上层混凝土，振捣棒宜插入下层混凝土中5～10cm，以保证接

层部位混凝土的质量。每次投料后应从底层开始，渐渐上移进行振捣，这样可以避免拌合物离析。要严格

控制振捣时间，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准，不得欠振或超振。

3.1.5养护。混凝土终凝后即应洒水养护，拆除模板后也要定时浇水，以保持表面湿润。为防止出现

干缩裂缝及温度裂缝，最好在表面覆盖塑料薄膜或麻袋草帘进行保温、保湿、养护。

3.2 个别部位的处理

3.2.1施工缝的处理。当混凝土不能一次浇注完毕时，可以设施工缝。但顶板与底板最好一次浇筑完

成，不宜留施工缝。施工缝也不宜留在底板与池壁交界处，应设在高于底板500mm的池壁上。池壁留施工缝 时，应设置橡胶止水带或止水钢板，将橡胶止水带或止水钢板的一半埋入下层混凝土中，另一半浇在接灌

混凝土中。接灌混凝土前，要将原有混凝土表面浮浆凿去，并认真清理冲洗后再浇注新混凝土。

3.2.2 预埋件的处理。当水池设有预埋件时，要注意不要使预埋部分穿透池壁或池底板，以免造成渗

漏通道。预埋件可以和钢筋点焊在一起，保证位置准确、固定牢固。当必须穿透模板时，应在每一个预埋

件上加焊止水环。预埋件穿过模板处要堵塞严密，不得漏浆。混凝土浇注时，要注意将预埋件下方的混凝

土振捣好，防止出现空洞、蜂窝。结束语

水处理钢筋混凝土水池的设计与施工实践说明，水池的裂缝产生和发展是可以从根本上得到控制的和

减少的.我们必须重视温差及混凝土收缩、水化热、内外约束、以及不均匀沉降等对水池裂缝宽度的影响，在满足工艺要求的前提下，合理的结构设计，正确的施工方法是工程质量的重要保证。

__________________ 收稿日期：2007-05-01 作者简介：李汇锋（1978-），男，工程师，河南新密市人，主要从事建筑结构设计工作。

参考文献：

钢筋与混凝土 第6篇

项目名称：湖北理工学院校级教学研究项目（201221） 钢筋混凝土结构课程体系改革与实践

摘要：通过钢筋混凝土结构课程体系改革与实践的探讨，研究如何将工程实际和理论学习有效的结合，以工程实例为主线将理论知识串联起来，使得学生掌握理论知识更加容易，概念更清晰，同时增加学生对实践的了解，培养学生解决实际问题的能力。同时还阐述了如何有效的建立网络平台，增加师生交流、同学之间学习的机会。

关键词：课程体系改革、工程实践、网络平台

【中图分类号】TU375-4；G712

一、引言

钢筋混凝土结构课程是一门具有较强的理论性和实践性的学科，目前我们工科院校的教学目的，不仅是传授给学生该学科的基本理论知识，更重要的时培养学生应用各种技术和现代工程手段去解决工程实际问题的能力。传统的结构体系将各个环节分离开来，未能很好的实现知识点贯通，不能很好的将工程实践与理论教学的过程实现无缝对接，如何使学生将实际工程嵌入到理论教学中，让学生对结构有较清晰的整体概念，并能很好的激发学生的学习兴趣和思考能力，这是笔者在此文中需要探讨的问题。

二、现行的课程体系组成及存在的问题

1、现行课程体系的组成

钢筋混凝土整个课程包括混凝土结构设计原理和混凝土结构设计两部分，混凝土结构设计原理部分，前者为专业基础课，了解组成的各种受力构件的力学性能；掌握受弯、受剪、受压、受拉、受扭等基本构件的破坏机理、承载力计算的基本理论，计算方法和配筋构造原理；掌握梁板结构的计算方法和构造要求，此部分学习包括理论教学和梁的破坏实验及楼盖结构的课程设计。后者为专业课，要求培养学生掌握单层工业厂房、钢筋混凝土多层框架的计算原理和计算方法、内力计算、内力组合及截面配筋、构造要求，使学生能够合理地设计出安全、经济的混凝土结构，此部分的学习包括理论教学和框架结构的课程设计。

2、教学中存在的问题

钢筋混凝土结构课程在理论教学中基础知识多，教学内容多，计算构造要求多，传统教学模式主要是围绕教学要求和培养目标，以教材为主导，以公式的应用为主导，导致学生只能单纯的会照着例题去应用公式，笔者在教学中经常发现学生只会做书上有例题的题目，稍加变通，只要书上没有类似的题目，尽管较简单，但可能会难倒许多学生，说明学生没有真正理解理论，无法实现理论的灵活应用，更谈不上实际的应用了。教材中几乎没有实际的工程实例，学生在学习的时候感到枯燥、空洞，在學习中被动接受知识、缺乏主动性思考问题的能力，失去学习的主动性和自主性。另外，钢混作为学生的第一门专业课，学生第一次接触结构，由于没有接触过工程实践，对实际钢筋的组成、放置方式等未有了解，会造成会用公式求解，但不知道所求为何的尴尬局面，还会遇到出现问题不知该如何解决，设计时如何采用最合理的方案。

另外，该课程在周学时的安排上为每周4学时，即2次课，这对学习来说时间较少，在课外时间老师很少有机会与学生能够交流学习，课外学生也很少主动去再思考钢混的问题，导致下周学习的时候，知识遗忘较厉害。

三、课程体系的改革研究

1、课程体系的建立

传统的教学体系是先纯理论教学，中间穿插梁的破坏实验，原理部分上完后做一个梁板结构的课程设计、结构设计部分学完后做一个单层厂房或简单的框架结构设计，各部分知识点未能有很好的连接，学生也只是习惯的去照着例子设计罢了。如何能通过整个教学过程将一个工程穿插起来，是笔者认为的改革方向，先认识结构、再学习理论、在学习中解决实际工程、再通过实验来验证某个构件的设计是否满足要求、最后进行整体的结构设计。整个过程让学生完成一套实际工程。

2、结合工程实例，认识结构

在学生初期接触结构时，让学生先到工地学习工程实际，以及通过多媒体提供一些现场的图片及资料认识构件、认识钢筋的组成，初步形成结构的概念，这不但对学习结构有利，而且有助于学生们对专业的认识，另外结合国家重大工程项目及热点问题，新技术等的展示，能激发学生的专业热情，认识到钢混学习的重要性，今后的学习中能联系实际思考问题、提出问题、解决问题。

3、以工程实践为例学习理论知识

在开始学习之前就布置一道框架结构的设计题目，在理论学习的过程中就要求学生完成构件的设计，原理部分课程设计时完成楼板的设计，结构设计部分完成整体设计，实验时要求学生自己设计一根梁，预计它的破坏形式和受荷能力，然后通过自己施工、加载、破坏来验证自己的理论知识。这样以实际工程为主线，将整个钢混课程的各个知识点串联起来，通过将抽象的概念与具体的工程实践结合起来，使学生在接受知识时更加容易，记忆也更加深刻。

4、开展专题讨论

研究在钢混设计中容易出现的问题，当今的热门话题，通过案例分析，展开课堂讨论，激发学生学习兴趣，增强教学效果。也能及时反应出学生对知识点的掌握情况，在今后的学习中有更好的导向，更主要的是培养学生思考的能力，大大激发学生参与的积极性和主动性。

5、网络平台的建设

随着现代科技的发展，网络已经成为当今很多人，特别是年轻人的交流学习的一种手段和平台，在网上开辟师生的交流平台，开展专题讨论，在线答疑。在网络上布置作业、课程设计、提供参考书目、学生可以通过网络下载资料、浏览教学课件、了解最新科技技术、参与讨论。甚至可以网上交作业、考试等等。为了这一系列用途，教师应建立资源，首先要建立习题库，供学生自习、复习、自我检测。其次要上传课件、教学大纲、教学素材等等一系列资料，可将学生的参与程度作为平时成绩考核的一个度量方法。

四、结语

培养高素质的应用型人才是目前地方高校的根本任务，课堂教学和实践教学相辅相成，建立完善的合理的教学体系，才能达到应用型的目的。本文通过对钢筋混凝土结构课程体系改革与实践的初步探讨，希望能通过在教学中注重实践环节的插入式教学模式，可以培养学生理论应用于实践的能力，激发学生的学习热情，对培养学生独立自主的分析问题、解决问题的能力起到积极的作用。

参考文献：

[1]胡安峰.工程实例嵌入型教学法在土力学教学改革中的应用[J].华中科技大学学报.2014（28）：

[2]赵晓燕.混凝土结构课程实践教学改革的探讨[J] .东南大学学报2012（11）

钢筋与混凝土 第7篇

1 混凝土结构的钢筋锈蚀原因

(1) 大气中的二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙反应生成中性的碳酸钙使混凝土的碱性降低p H小于9, 由于混凝土中的钢筋保持钝化状态的p H值不小于11.5, 因此碳化后的混凝土中钢筋锈蚀不能避免。这种锈蚀主要属电化学锈蚀, 阴极阳极反应可表示为:

当钢筋表面生成红铁锈则体积膨胀数倍引起混凝土开裂。

(2) 施工过程掺入氯盐外加剂或含有氯离子成分的拌合水及骨料 (如海水、海砂等) 拌入混凝土内, 由于氯离子Cl-的半径小、活性大具有很强的渗透能力导致混凝土中钢筋失去钝化状态发生锈蚀。钢筋钝化膜破坏的部位露出了铁基体与完好的钝化膜区域之间构成电位差, 产生电化学锈蚀。铁基体作为阳极, 大面积的钝化膜作为阴极, 锈蚀电池作用的结果使阳极钢筋表面产生点蚀 (坑蚀) 。由于形成大阴极 (钝化膜区) 对应于小阳极 (钝化膜破坏点) , 所以坑蚀发展非常迅速。锈蚀过程氯离子自身不参加反应, 只是周而复始地强化离子通道, 降低了阴、阳极之间的电阻, 加快钢筋电化学锈蚀的过程。

(3) 施工时混凝土结构表面缺陷导致钢筋的电化学锈蚀产生:钢筋锈蚀的条件是钝化膜遭到破坏, 混凝土结构外观的露筋、蜂窝、孔洞、裂缝在室外及潮湿环境中对钢筋锈蚀的影响较大。这些缺陷为水及其它有害物质进入混凝土中的钢筋表面提供了通道的条件, 使钢筋表面产生水膜, 在水膜及其边缘区域形成锈蚀电池, 直接产生钢筋锈蚀。这些缺陷的混凝土结构也会促使混凝土碳化速度加快促使p H值低于9, 从而加剧钢筋的锈蚀。

(4) 酸性水对钢筋的锈蚀:大气中的SO2, SO3溶于水形成酸性地下水对钢筋的锈蚀, 且其生成的硫酸盐也会使混凝土进一步发生膨胀造成结构危害, 这个过程如同氯离子作用的电化学锈蚀。主要是埋置土里受到地下水浸泡的基础结构。

钢筋锈蚀直接影响了混凝土结构的受力性能, 使结构的承载能力、延性降低, 钢筋和混凝土的粘结性能、结构的刚度也降低, 甚至导致结构的破坏给结构的安全使用造成危险。

2 混凝土结构钢筋锈蚀的抑制方法

钢筋表面的混凝土保护层厚度与混凝土的密实性是钢筋保护的关键因素。提高混凝土质量是对钢筋保护的最重要、最根本的方法。

2.1 控制混凝土保护层厚度及加强混凝土的养护

2.1.1 保护层的厚度规定、制作及安装

混凝土保护层的最小厚度是根据结构的耐久性与受力筋粘结锚固性能确定的。受力筋的混凝土保护层最小厚度不得小于钢筋的公称直径且应根据结构在不同的环境中确定保护层的厚度。一般情况下:墙板筋不小于15mm、梁筋不小于25mm、柱筋不小于30mm、基础纵向受力筋不小于40mm, 当无垫层时不小于70mm。在特殊的环境下, 保护层的厚度要适当加大。

在钢筋安装过程就应准备好控制保护层使用的水泥砂浆垫块或塑料卡, 水泥砂浆垫块的厚度应与钢筋保护层的设计厚度相同。垫块要提前制作, 使用1∶2.5~3的水泥砂浆制作, 所用水泥强度等级宜优选42.5级。垫块为方形, 平面尺寸:当保护层厚度小等于20mm时为30mm30mm, 保护层厚度大于20mm时为50mm50mm。在垂直方向使用的垫块则在垫块中埋入20号铁丝。在砂浆制作垫块时要抹压密实, 养护到位确保垫块强度不小于30MPa。

钢筋安装完成, 要把保护层垫块按间距放置在梁、板受力筋下, 墙柱筋则需要将垫块的预埋铁丝绑扎固定在受力筋外侧上, 垫块间距不大于@1.5m。双层 (双排) 筋还需要使用制作好的“几”字形钢筋马凳将双层筋隔开固定, 马凳间距不大于@1.5m。在钢筋隐蔽验收时, 钢筋的保护层厚度是必检的内容, 施工过程中应严格地控制保护层的厚度。

2.1.2 混凝土的养护

加强养护是保证已浇筑好的混凝土能在规定的龄期内达到设计强度和耐久性, 并有效预防混凝土的收缩和温度裂缝, 可以阻止混凝土表面的碳化。养护的目的是保持混凝土具有足够的湿度、温度状态, 可以充分发生水化反应。养护有自然养护和加热养护两种方式, 加热养护常用于大体积混凝土施工及工厂的预制构件, 现场施工常用的方式是自然养护。

混凝土浇筑完毕后的12h内应进行养护, 对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土, 养护时间不少于7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土, 养护时间不少于14d。设计强度为C30及以上柱、剪力墙等竖向构件应覆盖保湿养护, 其它可浇水养护, 浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。养护用水宜与拌制水相同, 当日平均气温低于5℃时不得浇水。对于地坪、楼板等大面积结构可以在四周砌一皮砖围成闭合圈进行蓄水养护。混凝土的养护过程要有专人负责、跟踪, 确保养护到位。

2.2 控制氯离子含量

氯离子是破坏钢筋钝化膜引起钢筋锈蚀的另一个主要原因。根据研究资料表明混凝土中氯化物含量达0.6~1.2kg/m3, 钢筋的锈蚀过程就可以发生。《混凝土结构工程规范》 (GB50666-2011) 规定混凝土中的最大氯离子含量占水泥用量应小于0.06%。配制混凝土时原材料要严控氯离子含量, 不使用海砂或严格限制使用海砂, 杜绝使用海水。外加剂、骨料、水等原材料中氯离子含量有超标时不得使用, 否则必须采取技术措施, 如掺加钢筋阻锈剂等。

混凝土结构在使用过程, 外界环境中的氯离子会通过混凝土保护层渗透到混凝土中钢筋表面并逐渐积聚, 使钢筋表面的氯离子浓度逐渐增大使钢筋开始锈蚀。这种环境下, 增加钢筋保护层厚度、控制混凝土水灰比和水泥用量、控制混凝土裂缝宽度、在混凝土中掺加一定量的微硅粉、粉煤灰或磨细矿渣等对提高抗氯离子渗透都有较好的效果。

2.3 控制混凝土结构外观缺陷

2.3.1 混凝土外观缺陷形成的原因及控制

模板对混凝土结构工程有极为重要的影响, 模板接缝不严就会造成混凝土外观蜂窝、麻面、孔洞, 模板过早拆除, 混凝土强度不足会造成混凝土结构下沉变形或缺棱掉角、开裂。水泥标号、砂、石、水、外加剂、掺合料等原材料的质量和混凝土施工配合比、水灰比、原材料计量、搅拌方式及搅拌时间、振捣、养护等因素直接影响混凝土的质量使混凝土外观出现蜂窝、麻面、孔洞、露筋、强度不足等缺陷。

在浇筑混凝土前必须对模板工程进行检查验收, 模板及其支架安装必须具有足够的强度、刚度和稳定性, 模板的接缝不应漏浆。结构的底模及其支架拆除时, 混凝土的强度应符合设计要求或混凝土结构工程施工规范的规定, 对拆模时混凝土强度的要求必须严格执行。控制混凝土结构工程质量首先要把好模板安装质量关。混凝土的原材料质量及配料时的计量要严格把关, 对水泥、骨料、外加剂等原材必须按要求规定抽样送检合格后才能使用, 对混凝土的搅拌方式、时间、运输、浇筑振捣、养护、拆模要遵守施工操作规程。

2.3.2 对混凝土外观缺陷的处理方法

外观一般缺陷的蜂窝、麻面、露筋、孔洞、疏松部位松散的混凝土处采用人工将其凿掉直到密实的混凝土面后用水进行冲洗干净, 然后用钢丝刷和加压水洗刷表面, 使结合面保持湿润4h以上, 再刷素水泥浆结合层一道, 接着再用1∶2的水泥砂浆分层压实、抹平、收光;洒水养护, 养护时间不少于7d。对外观较严重的质量缺陷则必须将其全部深度的薄弱混凝土层及松散的骨料颗粒凿去, 直至密实的混凝土面, 注意要凿成阶梯形或斜面形, 以使混凝土浇筑时空气完全能顺利排出;再用钢丝刷并结合加压水冲刷干净, 湿润4h以上;根据需要进行合理支模;再用比原混凝土高一个强度等级的膨胀细石混凝土填塞、并仔细捣实;覆盖洒水养护, 养护时间不少于7d;拆模后凿除多余的混凝土。

2.4 提高混凝土的密实性及掺入适量外加剂

提高混凝土的密实性可抑制空气和水分的侵入、抑制外界环境中的化学介质渗透侵蚀, 能有效抑制混凝土结构钢筋的锈蚀。提高混凝土密实性的主要措施有:①控制水灰比。水泥水化时所需的结合水一般只占水泥质量的23%左右, 混凝土硬化后多余的水分就残留在混凝土中形成水泡或蒸发后形成毛细管、气孔, 因此水灰比过大混凝土密实性则降低;但是, 水灰比过小会使拌合物流动性差无法保证浇筑质量, 易出现蜂窝、孔洞等质量问题。根据环境类别不同, 现行规范规定了钢筋混凝土的最大水灰比为0.5~0.65。②控制水泥用量。水泥用量过多混凝土的干缩量增加, 易产生干缩裂缝, 且浪费水泥;水泥用量过少水泥浆不足以填满骨料空隙或不能很好地包裹骨料表面, 会降低混凝土密实性。根据环境类别, 现行规范规定了钢筋混凝土的最小水泥用量为225~300kg/m3。③选取较好的骨料级配及合理的砂率, 使骨料有最密集的堆积可以保证混凝土的密实性。④在混凝土中掺入减水剂, 可减少拌合水量也可达到提高混凝土的密实性的目的。在混凝土的拌制过程, 应严格按混凝土的配合比设计进行计量下料。此外在混凝土施工过程中, 搅拌均匀、合理浇注及振捣、加强养护等措施也都可提高混凝土的密实性。

掺入适量的外加剂可以提高混凝土的耐久性有效阻止混凝土结构中钢筋锈蚀。①引气剂。在混凝土搅拌过程引气剂能产生大量分布均匀的微小气泡, 以减少混凝土拌合物的泌水、离析, 改善和易性, 硬化后大量均匀分布的封闭气泡切断了混凝土中的毛细管渗水通道, 改变了混凝土的孔结构, 使混凝土抗渗性显著提高, 从而提高了对抑制空气、水分、外界环境的化学介质渗透侵蚀, 达到抑制钢筋锈蚀的目的;②阻锈剂。钢筋锈蚀是铁原子失去的过程。在氯离子的锈蚀环境中, 如沿海、盐湖地区;酸性地下水的环境中, 阻锈剂可以有效阻止、抑制钢筋失去电子, 让钢筋在锈蚀的环境中得到保护。

3 结语

在施工过程, 了解施工环境采取必要的方法对钢筋进行阻蚀保护, 确保混凝土工程的施工质量, 控制好混凝土的强度、保护层厚度、及时修复混凝土的外观缺陷都是非常有效的防锈蚀措施。

摘要：混凝土结构钢筋锈蚀直接影响结构的安全性和耐久性。本文分析了混凝土结构的钢筋锈蚀原因, 并提出抑制钢筋锈蚀的措施。

关键词：混凝土结构,钢筋锈蚀,碱性钝化膜,抑制方法

参考文献

[1]《建筑施工手册第四版缩印本》“第9章钢筋工程”中国建筑工业出版社, 2009

[2]GB50666-2011.混凝土结构工程施工规范

钢筋与混凝土 第8篇

锚固于混凝土中的钢筋,在极限拉拔力Fu作用下,可能因钢筋屈服而失效,也可能发生锚固破坏,对于确定的钢筋和混凝土,钢筋的屈服力不变,而混凝土对钢筋的锚固力则随锚固长度La而异(见图1)。在某一特定的锚固长度下,锚固力可等于屈服力,即锚固失效与钢筋屈服将同时发生。这一特定的锚固长度称为“临界锚固长度”Lacr,而锚固力与屈服力相等的状态称为“锚固极限状态”(见图2)。

一般来说,钢筋的屈服力和混凝土对钢筋的锚固力都不是常量而是随机变量,所以临界锚固长度也是随机变量,锚固极限状态是不确定的。因此,要确定符合可靠度要求的设计锚固长度,一般需采用统计数学方法。

根据极限状态下的平衡条件,可建立下列关系式:

整理得锚固长度的极限状态方程为:

其中,Fu为极限拉拔力;fy为钢筋屈服强度;τu为极限平均粘结锚固强度,试验统计回归公式计算:

令作用效应:

抗力:

则式(2)可改写为通常的极限状态方程:

2 可靠度分析

2.1 粘结锚固的目标可靠指标

GB 50068建筑结构可靠度设计统一标准的规定,对于安全等级为二级的基本构件,按正截面强度设计的钢筋受力端的应力达到屈服σs≥fy的允许失效概率和相应的可靠指标为:

我国粘结锚固专题组通过长期的试验研究,确定二级安全等级的结构构件,锚固承载力允许失效概率及可靠指标为:

当计算中充分利用受拉钢筋的强度时,粘结锚固破坏不应发生于受力钢筋屈服之前。在极限状态下,锚固的失效概率Pfa应该理解为“钢筋受力端应力超过屈服强度”后“产生粘结锚固破坏(R-S<0)”的概率。若用τ表示实际粘结应力,τu表示极限锚固粘结强度,则锚固承载力允许失效概率Pfa为:

Pfo为在“锚筋屈服(σs≥fy)”事件已发生的条件下,进而发生“粘结应力达到最大值(τ≥τu)”事件的允许概率,由公式可求得Pfo和相应的目标可靠指标为:

2.2 粘结锚固可靠度分析

粘结锚固的可靠度分析通常采用一次二阶矩方法进行分析计算。这种方法是根据近似概率模式,用随机变量的二阶矩(均值和方差)来描述它们的分布特征,从而估算失效概率和可靠度指标,并在运算时采用了线性化的近似手段。本文采用一次二阶矩方法分析陶粒混凝土与钢筋的粘结锚固可靠度问题。

1)作用效应S的统计参数及其分布。

由式(4)可得:平均值μs=μfy,变异系数δs=δfy,钢筋屈服强度fy服从对数正态分布。一般认为,fy服从正态分布,因可靠度指标β0=1.57<3,随机变量的分布类型对β0值计算结果影响不大,为简化计算,假定fy及粘结强度τu均服从对数正态分布。

2)抗力R的统计参数及其分布。

抗力R的一般表达式为:

其中,Ψp为反映计算公式准确性的参数;Rp为粘结锚固强度经验公式计算所得的抗力;R(ft,La,d,c,dsv,Ssv)为抗力函数。

根据抗力函数的计算公式,综合随机变量R(ft,La,d,c,dsv,Ssv)的统计参数:

式(11)中,xi表示随机函数R(ft,La,d,c,dsv,Ssv)的各随机变量ft,La,d,c,dsv,Ssv;下标m表示偏导数中随机变量均以各自的平均值赋值。

对于本文研究的钢筋在陶粒混凝土的粘结锚固,根据极限粘结锚固强度公式(3)、极限状态方程(2)及抗力表达式(9),并令:c/d=1,dsv/c=0.25,Ssv/dsv=25,整理得到:

抗力的统计参数为

变异系数:

3)可靠度分析。

综合随机变量R,S均服从对数正态分布,故可靠指标β0表达式为:

由此写出计算锚固长度的方程式:

代入相应的统计参数得:

同等级的混凝土强度的统计参数μft与δft代入上式,可解出不同等级下钢筋锚固长度的近似计算值,如表1所示。

3 结论及设计建议

从锚固可靠度分析结果可得到以下结论:

1)同普通混凝土相比,在保证锚固可靠度一致的条件下,陶粒混凝土中受拉钢筋设计锚固长度相应地要缩短,这是与试验结果相吻合的。2)同《轻骨料混凝土结构设计规程》的建议相比,本文给出的陶粒混凝土的设计锚固长度要小,对于陶粒混凝土来讲,按规程建议值进行锚固设计是偏于安全的,这为修订轻骨料混凝土设计规范提供了依据。

摘要：根据试验研究统计得到螺纹Ⅱ级钢筋锚固时极限粘结应力τu,回归方程及其准确性的统计数据,应用概率分析方法,确定了符合可靠度要求的,适用于不同强度等级轻骨料混凝土钢筋设计锚固长度,从而为有关规程的修订奠定了基础。

关键词：陶粒混凝土,粘结,锚固,可靠度

参考文献

[1]王卫玉.陶粒混凝土与变形钢筋粘结锚固性能的试验研究[D].南宁:广西大学,2005.

[2]JGJ 12-99,轻骨料混凝土结构设计规程[S].

[3]GB 50010-2002,混凝土结构设计规程[S].

钢筋与混凝土 第9篇

关键词：HRBF500钢筋,粘结,荷载-滑移,平均粘结应力-滑移

1 试验材料

1.1 钢筋

试验所用细晶高强钢筋均为HRBF500级月牙肋变形钢筋,其中和钢筋由江苏永钢集团有限公司生产,和钢筋由武钢集团昆明钢铁股份有限公司生产。其各项性能指标见表1,典型的钢筋拉伸应力-应变曲线见图1。

备注:表中所列数据均为实测结果的平均值。

1.2 混凝土

试验所用混凝土的各项配制指标如表2所示,其中所用外加剂均为厦门宏发FS-G高效减水剂,掺合料均为漳州益材I级粉煤灰,试件所用砂为中砂,碎石粒径为4.75~19mm坍落度为50~70mm。

备注:表中所列各种材料的用量单位均为kg/m3。

2 试验方案设计

2.1 试件设计

根据试验要求并参考国内外已有的试验资料[1,2,3,4,5,6,7]和试验室条件,共设计了A、B、C、D四组,共42个试件,其中A组试件的主要变化参数为混凝土强度;B组试件主要变化参数为钢筋直径和保护层厚度;C组试件主要变化参数为锚固长度;D组主要考虑配箍率的影响,在试件的加载端置硬塑料套管保证长约50mm的无粘结段,以避免局部挤压的影响。各组试件的具体情况见表3。其中A、B、C组大部分试件为中心置筋(除B-Ⅳ组的薄保护层为偏心植筋外),D组配置箍筋的试件锚筋通过角部置筋实现。

试件在木模内成型,钢筋水平放置在模板内,且纵肋的平面放在水平上;混凝土水平浇筑。试件制作过程中,为了确定钢筋在试件中的位置,在模板两边的挡板上按钢筋的位置钻孔,钢筋插在其中,从而确定其位置。采用分层振捣的方法放在振动台上振捣。常温下养护28d。在制作试件同时,每一强度等级混凝土均制作三个150mm150mm150mm的立方体抗压试块,并在相同养护条件下进行养护,以确定混凝土实际抗压强度。

2.2 试验装置及加载方案

拔出试验的试验装置见图2。试验采用美国ENERPAC公司生产的P392型30t锚杆拉拔仪对试件进行单调单端拉拔,并根据《混凝土结构试验方法标准》(GB50152-92)的要求加载[1]。预载1~2次,其荷载值按理论计算破坏拉拔力值的10%计,正常加载至构件破坏。

3 试验现象

本次HRBF500级细晶高强钢筋与混凝土拔出试验的破坏形态可分为以下几种:混凝土劈裂、钢筋拔出、混凝土先压碎后钢筋拔出,试件的裂缝及破坏形态如图3所示。

从图3可以看出,试验中对于不配横向箍筋的薄保护层试件,当锚固长度较小时,试件主要发生混凝土劈裂破坏;但当试件的锚固长度较大时,不会发生锚固破坏,直至钢筋达到屈服而破坏。当试件的保护层加大时,将发生钢筋拔出破坏。对于配有横向箍筋的D组试件,由于有箍筋的约束,不发生劈裂破坏,最后混凝土压碎,钢筋被缓慢拔出而破坏。由此可见,增大保护层厚度或者配置横向箍筋,可以明显改善混凝土的粘结破坏形态,增加试件延性。

试验中的可见裂缝是由加载端向自由端延伸的纵向劈裂,且随荷载的增加,宽度逐渐增大。一般情况下,试件破坏的劈裂裂缝有多条,并呈辐射状,且破坏时的主劈裂缝大多发生在混凝土保护层厚度最薄处。当各向厚度相同时,多半沿钢筋纵肋方向发生。这是由于月牙纹钢筋不是对称截面,挤压力多集中在纵肋两侧的缘故(图4)。

当保护层较厚时,破坏现象为钢筋拔出破坏的试件,混凝土表面完好(图3b),但剖开试块后发现混凝土表面被刮平,钢筋横肋前有挤压形成的楔状堆积。对于薄保护层的劈裂破坏试件,劈裂也分为两种不同状态,当相对保护层很小时,钢筋与混凝土之间基本无滑移,钢筋与混凝土之间无刮痕,钢筋表面横肋间无堆积;当相对保护层厚度大一些,越接近极限保护层厚度时,其钢筋混凝土之间的滑移越大,混凝土的刮痕越严重且钢筋横肋前有挤压形成的楔状堆积(图5)。且试验表明,随着混凝土强度的提高,钢筋和混凝土之间的化学胶结力增大,自由端滑移推迟,劈裂面肋间的混凝土只有靠近加荷端处有少量被挤碎,其它处肋间的混凝土基本无挤碎痕迹。但无论是拔出还是劈裂破坏,钢筋横肋都完整,说明钢筋肋有足够的强度抵抗混凝土的剪切力。

4 试验结果

4.1 试验F-s和-τ-s曲线

试验中A组、C组所有试件和B-Ⅲ、B-Ⅳ组均发生混凝土劈裂破坏,B-Ⅰ组和B-Ⅱ-3组试件发生锚筋拔出破坏,D组配有横向箍筋的试件,由于有箍筋的约束,不发生劈裂破坏,最后混凝土压碎,钢筋被缓慢拔出而破坏,其典型的荷载-滑移(F-s)和平均粘结应力-滑移曲线如图6、图7、图8所示。

4.2 试验结果分析

由试验量测所得的F-s和曲线可知:混凝土劈裂试件锚固钢筋的受力可分为微滑移段、内裂滑移段和劈裂失效段三个阶段;对于锚筋拔出破坏试件和混凝土先压碎后锚筋拔出破坏试件,其锚筋的受力均可分为微滑移段、滑移段、劈裂段、下降段和残余段共五个大的阶段。

同为劈裂段,锚筋拔出破坏试件和混凝土先压碎后锚筋拔出破坏试件的表现却完全不同。对于锚筋拔出破坏试件,当加载至极限荷载的0.75~0.8,在荷载稍微增加甚至不增加的情况下,滑移有较大的增长,F-s曲线呈明显转折。劈裂裂缝很快向自由端发展。内部斜向裂缝沿锚长已充分发展。由于外部保护层厚度较大,内裂缝无法达到试件表面,试件不会崩裂,荷载可继续增长,当肋间混凝土剪切强度耗尽,达到极限荷载时,钢筋徐徐拔出,产生“刮犁式”破坏;对于混凝土先压碎后锚筋拔出破坏的D组试件,当加载至极限荷载的0.75~0.8,由于试件配置了箍筋,混凝土受到较为明显的约束作用,即使是在劈裂裂缝贯通后的继续加载过程,混凝土也很难发生崩裂,因为锚筋肋对混凝土挤压力的径向分力会传递至箍筋,从而使得钢筋和混凝土间的机械咬合作用不会因锚筋受到的横向约束不足而消失,拉拔力也得以继续增加至极限荷载,此时混凝土拉裂,底部混凝土压碎。

另外在下降段,锚筋拔出破坏试件和混凝土先压碎后锚筋拔出破坏试件的表现也差别显著。对于锚筋拔出破坏试件,达到峰值后,荷载迅速下降,滑移大幅增长;对于混凝土先压碎后锚筋拔出破坏的D组试件,当拉拔力达到极限荷载后,荷载会因肋前挤压力的迅速减少而立即回落。在滑移增加不多的情况下,粘结强度降低幅度达到极限粘结强度的8%~12%,F-s曲线明显发生转折,曲线斜率变负,粘结刚度迅速退化,形成“陡降段”,此后粘结强度的回落速度则显得较为缓慢,在回落过程中肋前的混凝土咬合齿不断被碾碎,且混凝土贯通裂缝的宽度不断加宽,试件在粘结强度降低不多的情况下,滑移大幅增长,锚筋从混凝土中拔出的速度更快。

5 结论

(1)HRBF500钢筋均有明显的屈服台阶,其实测屈服强度都达到了500MPa级的要求,强屈比σb/σs=1.23~1.32,伸长率δ5均在20%以上,强度和延性均较好,弹性模量Es=2.0105~2.1105MPa,与普通热轧钢筋基本相同。

(2)HRBF500钢筋与混凝土粘结试件的破坏现象可分为混凝土劈裂、钢筋拔出、混凝土先压碎后钢筋拔出三种典型破坏形态。

(3)混凝土劈裂试件锚固钢筋的受力可分为微滑移段、内裂滑移段和劈裂失效段三个阶段;对于锚筋拔出破坏试件和混凝土先压碎后锚筋拔出破坏试件,其锚筋的受力均可分为微滑移段、滑移段、劈裂段、下降段和残余段共五个大的阶段。

参考文献

[1]GB5015292.混凝土结构试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,1992.

[2]过镇海,时旭东.钢筋混凝土原理和分析[M].北京:清华大学出版社,2003:146-164

[3]徐有邻.变形钢筋混凝土粘结锚固性能的试验研究[D]:[工学博士学位论文].北京:清华大学,1990.

[4]毛达岭.HR B500钢筋粘结锚固性能的试验研究[D]:[郑州大学硕士学位论文].郑州:郑州大学,2004年

[5]王希伟.高强钢筋高强混凝土粘结锚固性能的试验研究[D]:[华侨大学硕士学位论文].泉州:华侨大学,2007

[6]李千.超细晶粒钢筋粘结锚固性能的研究[D]:[郑州大学硕士学位论文]郑州:郑州大学,2007年

钢筋与混凝土 第10篇

混凝土材料作为一种工程材料, 在相当长的一段时间内, 混凝土被认为是耐久性良好的材料, 混凝土材料耐久性问题被忽视, 从而导致混凝土耐久性研究的相对滞后, 并为此付出了巨大的代价。钢筋腐蚀导致混凝土结构在设计使用年限内过早的丧失功能、退役, 已成为世界上普遍关注且日益严重的问题。Mehta教授[1]指出:“混凝土结构破坏原因, 按其重要可排如下:钢筋腐蚀、寒冷气候下冰冻灾害、侵蚀环境下的物理化学反应”。

混凝土与钢筋之间的黏结性能是钢筋混凝土组成复合材料共同协调工作的前提, 这种黏结力使得混凝土与钢筋之间可以有效地传递应力并协调变形, 因此, 研究腐蚀后混凝土与钢筋之间的黏结模型是评估腐蚀钢筋混凝土结构承载能力的前提条件[2]。

钢筋腐蚀对钢筋和混凝土之间黏结性能的影响机理可以归纳为:钢筋腐蚀后会在其界面生成一层疏松的腐蚀层, 破坏混凝土胶体与钢筋之间的化学胶合力, 降低了钢筋与混凝土之间的摩擦性能;钢筋腐蚀产生的锈胀压力导致保护层开裂、剥落, 减弱了保护层对钢筋的约束作用;加肋钢筋横肋的腐蚀, 减少了钢筋与混凝土的咬合面积, 从而降低钢筋与混凝土间的机械咬合力。

本文建立腐蚀钢筋与混凝土间黏结强度理论模型, 首先建立未腐蚀时钢筋与混凝土的黏结强度的理论模型, 然后考虑腐蚀对黏结性能的不良作用, 腐蚀钢筋与混凝土黏结强度的理论模型。

2 变形钢筋与混凝土间的黏结强度模型

Tepfer[3]分析了未腐蚀时变形钢筋与混凝土间劈裂黏结强度的关联情况。

Tepfers未开裂塑性模型忽略了混凝土软化行为, 而部分开裂弹性模型则忽略了混凝土开裂后的残余强度。考虑到混凝土是一种应变软化材料, 因此, 钢筋与混凝土间劈裂黏结强度应该位于部分开裂弹性模型计算的极限强度值和未开裂塑性模型计算的极限强度值之间。该模型考虑混凝土保护层径向应力达到抗拉强度后的软化行为和残余强度, 并采用非线性正交各向异性模型来模拟混凝土主应力方向的力学行为。图1显示了Tepfers塑性未开裂模型、部分开裂弹性模型和本文发展的模型求解的钢筋与混凝土间劈裂黏结强度与试验测试值的对比, 其中, 试验数据来自文献[4], Tepfers和Olsson[5]基于拔出黏结试验指出锥楔角与钢筋变形肋外形有关。可以看出, 按照塑性未开裂模型计算的劈裂黏结强度为真实劈裂黏结强度的上限, 按照部分开裂弹性模型计算的劈裂黏结强度为真实劈裂黏结强度的下限, 而本模型计算的劈裂黏结强度正好穿过这些试验数据的中间, 和试验数据吻合得较好, 表明了本模型的可行性和准确性。

3 腐蚀钢筋与混凝土间的极限黏结强度模型

腐蚀钢筋与混凝土间的黏结强度对腐蚀钢筋混凝土构件承载力的评估, 起着关键的作用。腐蚀钢筋混凝土构件黏结力的状况, 决定着腐蚀钢筋混凝土构件的受力性能, 影响其承载力大小和破坏模式。

在钢筋腐蚀的初期, 钢筋腐蚀所产生的锈胀压力使混凝土对钢筋的包裹作用加强, 对钢筋与混凝土之间的极限黏结强度是有益的。随着钢筋腐蚀量的增加, 混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶合力不断下降, 混凝土保护层在锈胀压力作用下逐渐开裂, 保护层对钢筋的包裹作用减弱;钢筋腐蚀产物进一步堆积影响了混凝土与钢筋之间的摩擦系数;再加上钢筋变形肋的不断腐蚀, 横肋与混凝土的接触面积减少, 减弱了横肋与混凝土间的机械咬合作用, 此外横向箍筋的腐蚀, 减弱了箍筋对保护层的约束和包裹作用, 导致混凝土与钢筋间黏结强度降低。

Coronelli[6]利用弹性地基梁模型建立了腐蚀钢筋与混凝土间黏结性能的理论公式, 将极限黏结强度分为3部分:

式中, τcp为钢筋与混凝土间劈裂黏结强度;τa d为混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶和力;τcor为锈胀压力产生的黏结强度。分别表示如下:

式中, μ为钢筋与混凝土之间的摩擦系数;pc o r为锈胀压力;n为变形钢筋横截面上肋的个数;Ar x为腐蚀后钢筋横肋面积;fcohx为水泥凝胶体与钢筋的胶结强度;φ为变形钢筋的肋面倾角;α为锥楔挤压面倾角;Dx为腐蚀钢筋的直径, Dx=D-2x, 其中, x为钢筋腐蚀深度;S1为横肋间距, 取S1=0.6D。

在Coronelli模型中, 箍筋和开裂保护层的包裹与约束作用取自于试验结果, 而非理论模型预测, 因此, 需要对Coronelli模型加以改进。腐蚀钢筋与混凝土间劈裂黏结强度的计算, 将基于徐有邻提出的微观黏结强度模型, 并考虑腐蚀后钢筋的不良作用, 建立腐蚀钢筋与混凝土间的劈裂黏结强度模型。

徐有邻[7]按照混凝土内裂缝开展和临界受力状态情况, 将未腐蚀钢筋与周边混凝土的黏结-滑移全过程依次分为4个阶段, 分别为微滑段、劈裂段、极限段和残余应力段。根据上述4个阶段黏强度模型, 由力学平衡条件可求出钢筋变形肋上的挤压力和摩阻力与破坏面上的应力关系, 然后借助Ottosen强度破坏准则求出变形肋的作用力, 最后根据力学平衡求出各个阶段的黏结强度。

在本章中, 将基于徐有邻的微观模型计算腐蚀钢筋与混凝土之间的劈裂强度。图2显示钢筋与混凝土之间黏结滑移过程中劈裂状态下的微观受力模型。

徐有邻认为, 混凝土劈裂时, 斜裂缝沿着β方向发展至约2倍横肋高度处后停滞 (图2c中A点) , 斜裂缝倾角, 如图2 c所示。

随着腐蚀产物的积累, 最终肋前的锥状堆积楔将会全部由锈蚀产物组成, 锥状楔界面上的摩擦作用将变为0[8]。在径向压力作用下, 混凝土保护层的环向拉应力沿厚度呈梯形分布, 由于钢筋腐蚀后混凝土保护层龟裂、剥落甚至脱层, 保护层对钢筋的约束与包裹作用降低, 因此, 通过引进有效保护厚度来考虑这种约束与包裹作用的下降, Ce定义如下:

式中, Rc为等效厚壁圆筒外半径;Ru为混凝土保护层内切向应变到达混凝土受拉极限应变εu=0.02的位置距钢筋中心的距离。

在式 (4) 中限定Ce≥3hx是因为破坏点A与钢筋表面的距离为3hx, 且当混凝土有效保护层厚度为3hx时, 极限黏结强度已有很大的下降, 混凝土保护层对钢筋的约束和包裹作用已基本丧失。运用Ottosen四参数强度准则可以求解钢筋横肋面上的挤压力, Ottosen准则表述如下:

式中, a, b均为常数, λ为确定偏平面破坏的函数。求出钢筋横肋上的挤压力px后, 由px和fpx产生的劈裂黏结强度为:

将式 (6) 代入式 (1) , 可以求出无箍筋约束腐蚀钢筋与混凝土极限黏结强度

Al-Sulaimani等[9]制作了中心分别埋置直径为10 mm、20 mm变形钢筋的混凝土立方块试件。通直流电对钢筋加速腐蚀, 利用中心拔出试验, 测试了不同腐蚀程度下钢筋混凝土的黏结强度。图3和图4分别显示了不同组试件在不同腐蚀程度下钢筋与混凝土之间黏结强度理论计算值与试验值的对比。可以看出, 腐蚀钢筋与混凝土间极限黏结强度分为三部分, 其中, 化学胶合力提供的黏结强度比较小, 并且随着腐蚀程度的加深, 其值不断减小。在腐蚀初期, 锈胀压力随着钢筋腐蚀的进行逐渐增加, 当混凝土开裂区半径大约为混凝土保护层厚度3/4时, 锈胀压力达到最大值, 此后锈胀压力逐渐变小。从图中可以看出, 锈胀压力产生的黏结强度与锈胀压力发展的历程较为类似。在腐蚀初期, 锈胀压力产生的黏结强度增加, 但当腐蚀发展到一定程度时, 锈胀压力产生的黏结强度变小。在混凝土保护层切向应变未达到混凝土受拉极限应变εt u时, 腐蚀钢筋与混凝土间劈裂黏结强度基本上保持恒定, 当混凝土保护层切向应变达到混凝土受拉极限应变后εtu, 有效保护层厚度变薄, 混凝土对钢筋的约束和包裹作用减弱, 腐蚀钢筋与混凝土劈裂强黏结度降低。从图3和图4可以看出, 不同腐蚀程度下腐蚀钢筋与混凝土极限黏结强度理论预测值与试验值吻合得较好, 证明了本文建立的腐蚀钢筋与混凝土间黏结强度模型准确性和有效性。

赵羽习和金伟良[10]制作了中心埋置直径为12 mm变形钢筋, 通过电化学对钢筋加速腐蚀, 利用中心拔出试验, 测试了不同腐蚀程度下钢筋与混凝土间黏结强度。图5显示了不同腐蚀程度下腐蚀钢筋与混凝土间极限黏结强度试验值和理论预测值的对比, 吻合得不错, 进一步证明了本文提出的腐蚀钢筋与混凝土间黏结强度理论模型可靠性和有效性。

4 结语

本文建立了未腐蚀变形钢筋与混凝土间劈裂黏结强度理论模型, 与试验数据和Tepfers模型预测值对比, 发现Tepfers塑性模型未考虑混凝土开裂后软化行为, 预测的黏结强度为试验值的上限;Tepfers部分开裂弹性模型未考虑混凝土开裂后残余强度, 预测的黏结强度为试验值的下限, 而本模型预测的极限黏结强度则与试验值吻合得较好, 表明了本章建立的未腐蚀变形钢筋与混凝土间劈裂黏结强度理论模型的有效性。

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钢筋与混凝土 第11篇

关键词：现浇钢筋混凝土；楼面裂缝；防治措施

中图分类号：TU755

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)03-0048-02

现浇钢筋混凝土楼面板的裂缝，是目前较难克服的质量通病之一，特别是住宅工程楼面出现裂缝，往往会引起投诉、纠纷以及索赔要求等。现结合笔者多年来大量施工实践中的经验和教训，从施工的角度，阐述楼面裂缝的原因及综合防治措施。

楼面裂缝现象除以阳角45度斜角裂缝为主外，其他还有较常见的两类：一类是预埋管线及线管集散处，另一类为施工中周转材料临时较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域。现从施工角度进行综合分析，采取以下几项主要防治措施：

一、重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施

钢筋在楼面砼板中的抗拉受力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中，楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。当垫块间距扩大到1.5m时，钢筋网的合理保护层厚度就无法保障，所以纵横向的垫块间距限制在1m左右。与此相反，楼面上层钢筋网的有效保护，一直是施工中的较难解决的问题。其原因为：(1)板的上层钢筋一般较细较软，受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠；(2)钢筋离楼层模板的高度较大，无法受到模板的依托保护；(3)各工种交叉作业，造成施工人员众多、行走十分频繁，无处落脚后难免被大量踩踏；(4)上排钢筋的马凳筋设置间距过大，甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和离式配筋的拐脚支撑)。后二种原因在施工中必须大大加以改进，对于最后一个原因，根据大量的施工实践，利用钢筋下料截头，如二级钢φ12至中16焊制马凳筋效果显著。可以有效利用材料还能很好满足马凳筋强度和刚度要求。建议楼面四角设置温度钢筋既双排双向钢筋，取得较好的效果。对于第3条原因，可采取下列综合措施加以解决：

1．尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板面底层钢筋绑扎后，及时进行线管铺设，预埋件定位和模板封口穿插全面完成，尽可能不留或少留尾巴，有效减少楼板上排钢筋绑扎后作业面的人员数量；在楼梯、通道及浇灌混凝土作业线路上应搭设(或铺设)临时桥架便道，以便必要的施工人员通行。

2．加强教育和管理，使全体操作人员充分重视保护楼板面上层负筋的位置正确，施工操作时不得随意踩踏中间架空部位钢筋，尽可能走桥架施工便道或踩在马凳筋支撑点作业。

3．安排一定数量的钢筋工(一般应不少于3～4人)在砼浇筑前及浇筑中跟踪及时进行整修，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处(四周阳角处、预埋线管处以及大跨度开间处)应重点整修。

4．砼在浇筑结束后两小时内，建议在砼表面覆盖聚乙稀薄膜。通过大量实践验证对现浇钢筋混凝土楼面板裂缝的防治有显著效果。如果在盛夏季节施工，覆膜时间应控制在一小时以内完成。

二、预埋线管处的裂缝防治措施

预埋线管，特别是多根线管的集散处是截面砼强度受到较多削弱，引起应力集中导致裂缝的发生。当预埋管线的直径较小，并且房屋的开间宽度也较小，同时线管的敷设走向又不重合于(即垂直于)砼的收缩和受拉方向时，一般不易发生楼面裂缝。反之，当预埋线管的直径较大，开间宽度也较大，并且线管的敷设走向又重合于砼的收缩和受拉力向时，就很容易发生楼面裂缝。因此对于线径较大的管线或多根线管的集散处，应按施工技术规范要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。据现场实践经验在各种线盒及管线重叠交叉处设置抗裂钢筋网φ6－φ8，间距120mm两端的锚固长度应250～300mm。线管在敷设时尽量避免立体交叉。在多根线管的集散处宜采用放射状分布，尽量避免紧密平行排列，以确保线管底部的砼浇筑顺畅到位和振捣密实。在预留孔处，四周增设上下各2φ12的井字形抗裂钢筋。

三、材料吊卸区域的楼面裂缝防治措施

目前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构施工中楼层速度平均为4～5天左右一层，最快时甚至不足4天一层。因此楼层砼浇筑完毕后不足24h的养护时间就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动，这就容易产生楼面裂缝尤其是开间较大部位的房间，更容易在强度不足的情况下承受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不均匀受力出现裂缝。并且这些裂缝一旦形成，就形成永久性裂缝，这种情况在高层住宅框架主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下：

1．框架主体结构的施工速度不能强求过快，楼层砼浇筑完后的必要养护(一般不宜≤24h)必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在5～6天一层为宜，以确保楼面砼获得最起码的养护时间；

2．科学安排楼层施工进度计划，在楼层砼浇筑完毕的24h以前，可做测量、定位、弹线等准备工作。24h以后，分批吊运少量或小批量的钢筋进行绑扎工作，做到轻卸、轻放，控制和减小冲击振动力。第3d方可吊卸大宗材料以及从事楼层墙板和楼面模板的正常支模施工。在模板安装时，吊运的材料应尽量分散就位，不得过多地集中堆放，以减少楼面荷重和振动。

3．加强对楼面砼的养护。砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并减少砼初期伸缩裂缝产生。

四、对裂缝的弥补处理

钢筋混凝土的材料与施工 第12篇

关键词：钢筋混凝土,材料,施工,检查

钢筋混凝土工程主要施工材料模板、钢筋和混凝土。三种材料的作用与性能不同, 模板的作用是混凝土成型的工具和支撑作用;钢筋的性能是抗拉强度高;混凝土的性能是抗压强度高。三种不同材质的材料之间相辅相成, 各自发挥自身优势, 塑造了一个个能抵抗强大外力作用的建筑成品。

混凝土在模板模具中凝结硬化过程中与钢筋产生粘结力, 而这种粘结力是由混凝土主要材料水泥凝结时与钢筋表面的胶着作用、混凝土凝结时的收缩作用、螺纹钢筋表面的咬合作用, 这三种作用力共同形成的结果。由此可见, 我们必须深入了解和应用钢筋混凝土工程的施工材料, 充分掌握材料的施工特点, 才能保质保量地完成工程项目, 提高工程的经济效益。

1 模板材料与作用

1.1 模板材料

钢筋混凝土工程中模板材料应用较广的有木模板、钢模板、钢木模板等。在施工之前, 我们按各种模板的优缺点, 合理选择模板。 (1) 木模板具有施工灵活, 轻便, 但重复使用率低, 尽量少用在模板使用较多的现浇钢筋混凝土工程; (2) 钢模板表面光洁, 重复使用率高, 但保存费用大, 易生锈等。钢模板适用于工程构件形状尺寸相同次数多的工程中。

1.2 模板的作用

模板的作用是能塑造不同形状尺寸的模器, 然后将混凝土灌筑到模器内, 经过凝结硬化, 形成所需结构构件。它是钢筋混凝土工程施工主要辅助材料。经验告诉我们, 要想保证结构构件的准确性主要取决于模板的施工工艺。

1.3 模板的施工注意

工程施工过程中, 在保证模板位置、形状、尺寸准确性的前提下, 还需对模板进行有效的支撑、加固, 甚至进行荷载计算。因此, 必须要求模板的施工人员全程在场, 配合施工。一旦发现构件移位、支撑破坏、漏浆等意外时, 能及时补救。这是关系整个工程的质量、安全和进度。

2 钢筋的性能与施工

2.1 钢筋的主要性能

钢筋主要有两种性能指标:强度指标———屈服点、抗拉强度;塑性指标———伸长率、冷弯性能。可见钢筋在钢筋混凝土中的主要特点是抗拉强度高、塑性好。

2.2 提高钢筋性能的方法及注意

同一种钢筋的强度提高, 主要有两种方法:钢筋冷拉和冷拔。钢筋的冷加工方法能提高钢筋的强度, 节约钢材, 还能对钢筋进行除锈和调直, 但钢筋冷加工会降低钢筋的塑性。我们在进行钢筋冷加工时, 应综合考虑塑性与强度的关系, 不能一味地为了提高钢筋强度, 节约钢材需影响钢筋的塑性, 从而影响整个建筑成品质量。

2.3 钢筋的施工

(1) 钢筋施工前的检查。钢筋在施工之前, 必须检查进场钢筋的出厂手续并作机械性能试验。钢筋安装、绑扎之前对成品钢筋的钢号、直径、形状、尺寸及数量与配料单 (钢筋尺寸应与轴线长度为准) 进行核对无误后方可施工。这一系列的检查、加工、试验是保证工程质量的前提。

(2) 钢筋的安装要求。钢筋安装应严格按照图纸的要求施工。绑扎用的铁丝应采用20~22号铁丝或镀锌铁丝。钢筋接头不宜位于构件的最大弯矩处, 绑扎接头的搭接长度应符合规定。钢筋的保护层需用不低于所浇混凝土标号的垫块, 绑扎于钢筋四周外侧。对设计中未注明的配置一般施工时可按构造要求处理。

(3) 钢筋隐蔽前的检查。钢筋工程属隐蔽工程, 因此必须在浇筑混凝土之前对已安装、绑扎的钢筋再次进行有效的检查:钢号、直径、根数、间距、位置;钢筋的接头位置、搭接长度是否符合规定;钢筋保护层是否符合要求;施工现场及钢筋表面必须清洁干净等。只有做到万无一失, 才能进行下一道工序的施工。

3 混凝土的性质与施工

3.1 混凝土的性质

(1) 混凝土拌合物的和易性。混凝土拌合物的和易性是一项综合指标, 它包括流动性、粘聚性和保水性三个性能指标。三个性能之间相互联系、又相互矛盾。如流动性大, 则粘聚性小, 保水性降低。反之, 则相反。这就要求我们对这三个性能指标各有侧重, 相互照顾。改变混凝土拌合物和易性, 需注意四种数量的控制: (1) 水泥浆的数量。水泥浆过多, 产生流浆、泌水;过少产生崩坍, 粘聚性变差。 (2) 水泥加水量。水灰比小则流动性小, 不利施工;稠度小, 则产生离析、泌水。 (3) 含砂率多少。含砂率大则流动性小;含砂率小则影响粘聚性和保水性。 (4) 添加外加剂。

(2) 混凝土的强度。混凝土的强度有抗压、抗拉、抗剪、抗弯等, 其中抗压最大, 抗拉最小。因此钢筋混凝土构件中混凝土主要特点是抗压强度高。影响混凝土强度主要是水泥浆强度和骨料表面的粘结强度, 而与这有密切联系的因素有: (1) 原材料的质量。如水泥标号与集料品种。 (2) 材料的比例关系。如水灰比、集料级配。 (3) 施工工艺。如拌合、运输、振捣的密实程度、养护等。 (4) 施工环境。如环境温度、湿度、施工后的龄期等。

(3) 混凝土的耐久性。混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀、冲刷、磨损等。为了提高和保证混凝土的耐久性, 必须在施工时严格把好关: (1) 按设计选好水泥品种。 (2) 控制好混凝土的水灰比。 (3) 改善集料颗粒级配。 (4) 做好混凝土保护层。 (5) 改善混凝土的施工操作、加强养护等。

在施工过程中, 合理控制混凝土拌合物的和易性, 保证混凝土强度, 改善混凝土的耐久性是决定混凝土质量的重要保证。

3.2 混凝土的施工

(1) 混凝土浇筑前的检查。在进行混凝土浇筑之前, 必须做好对原材料及隐蔽工程的综合检查:模板尺寸、位置、强度、稳定性;预留孔洞、预埋件放置;钢筋型号、数量、尺寸、位置、绑扎情况以及现场的清洁情况等。同时, 对施工前施工工具、后勤保障、安全措施等等也要一一检查, 发现问题及时处理, 避免不必要的工作间歇, 影响工程质量。

(2) 商品混凝土施工注意。现今筋混凝土工程多采用商品混凝土, 在进行现场商品混凝土施工时, 应注意几点: (1) 浇筑之前用水浇湿模板。防止模板, 特别是木模板吸水而使混凝土失水降低强度, 出现麻面、蜂窝等现象。 (2) 在浇筑大面积楼板、拱形屋架等必采取对称浇筑的施工方法, 以免因不对称浇筑产生不对称荷载而使模板变形和移位。 (3) 如不能一次性浇筑完的混凝土, 需留施工缝, 以免混凝土振捣进影响破坏已初凝的混凝土。 (4) 混凝土的浇筑倾落高度应低于2米, 如垂直高度大于2米时需用用溜槽、串筒。同时要分层浇筑、振捣, 浇筑要连续, 间歇时间不宜太长。如果混凝土振捣不够, 将影响密实度、强度及抗渗性等, 甚至出现混凝土通体裂缝的严重后果。 (5) 混凝土浇筑完成后, 应在12小时内覆盖和浇水, 保持表面湿润, 养护时间应达到指定天数。避免表面干缩裂缝。 (6) 对非承重模板, 可在不破坏混凝土表面的前提下拆除;对承重模板, 需在达到一定强度后方可拆模。

(3) 混凝土工程问题的简单处理。混凝土工程所用材料品种繁多, 又受社会环境和自然条件等方面异常因素的影响, 工程质量问题难免出现。对一些诸如混凝土表面裂缝、蜂窝麻面等不影响结构安全的前提下, 可采用封闭保护、剔凿、抹灰等表面处理;较严重的应进行加固补强, 甚至返工。